Как vStack повысила производительность ВМ почти до уровня физических серверов

После того как перестал действовать закон Мура, компании больше не могут обеспечивать рост производительности CPU с помощью обновления аппаратного обеспечения. Бизнес начал искать другие способы повысить производительность оборудования. Некоторые производители решений для виртуализации предложили эффективное решение — снижение CPU Overhead. Это позволяет эффективно использовать мощности, которые уже есть в распоряжении у компании. У vStack показатель CPU Overhead равен 2-5% против стандартных 10-15%. В материале мы разберем, за счет чего платформа vStack обеспечивает низкий уровень накладных расходов и какие преимущества это дает.

Проблемы виртуальных серверов или что такое CPU Overhead

Физические серверы содержат процессоры, память, жесткие диски, сетевые компоненты и ОС для запуска программ и приложений. Их ресурсы нельзя разделить между разными компаниями, поэтому один сервер может решать задачи только одной организации. В этом есть свои плюсы и минусы. Минус в том, что на одном физическом сервере может работать только один тип операционной системы. Чтобы использовать ресурсы более эффективно, можно разместить на нем виртуальные серверы, каждый из них будет запускать собственную ОС и использовать собственные выделенные ресурсы. Виртуальный сервер — это программная среда, которая эмулирует функции физического сервера. 

Плюс физического сервера в том, что, в отличие от виртуального решения, он работает с собственными выделенными ресурсами и не делит процессор, хранилище и сетевые компоненты с другими серверами. В то время как несколько виртуальных серверов вынуждены конкурировать друг с другом за вычислительные ресурсы. Поэтому производительность физических серверов  всегда выше, чем у виртуальных.

Уменьшение производительности виртуального сервера по сравнению с физическим из-за накладных расходов на виртуализацию называется CPU Overhead. Для ее оценки сравнивают разницу в объеме работы, которую может выполнить центральный процессор, и процент мощности, который используется для выполнения отдельных задач.

Какие преимущества дает снижение накладных расходов на виртуализацию

Показатель CPU Overhead указывает на то, насколько реальное количество вычислительных мощностей превышает количество мощностей, которое требует выполнение задачи. Чем ниже накладные расходы на виртуализацию, тем выше производительность виртуального сервера.

Благодаря этому компания может использовать имеющиеся в ее распоряжении аппаратные ресурсы максимально эффективно. А значит, сокращается количество серверов и оборудования, что позволяет добиться значительного снижения затрат на вычислительные ресурсы.

То есть снижение CPU Overhead помогает одновременно повысить производительность и снизить расходы. 

CPU overhead vStack минимум в два раза ниже аналогов

В среднем CPU Overhead среди гиперконвергентных систем и систем виртуализации составляет 10-15%. Этого показателя было достаточно, пока действовал закон Мура. То есть до тех пор, пока проблемы с производительностью можно было решить путем покупки нового, более мощного оборудования. Однако сегодня рост возможной производительности аппаратных решений практически остановился. Поэтому перед компаниями встал вопрос, как добиться снижения CPU Overhead.       

Эксперты прогнозировали замедление роста производительности уже давно. В 2015 году Гордон Мур в интервью The Sunday Times рассказал, что названный его именем закон потеряет актуальность примерно через десять лет. Поэтому разработчики платформы vStack задумались о вариантах решения потенциальной проблемы уже в 2019 году. В результате была создана платформа для виртуализации, которая впоследствии позволила снижать накладные расходы.  

Создатели платформы vStack смогли обеспечить CPU Overhead платформы на уровне 2-5%. Это гарантирует минимальное снижение производительности виртуального сервера относительно физического и высокие показатели эффективности вычислений.

Как компания vStack обеспечивает CPU Overhead 2-5%

Рассмотрим, за счет чего компания vStack обеспечивает низкий CPU Overhead при виртуализации.

Прежде всего, это легковесность и компактность гипервизора. При его создании специалисты vStack ориентировались на то, что он будет применяться в облачных сервисах. Поэтому было решено отказаться от добавления функциональности, которую будут использовать лишь 3-5% потребителей. В кодовой базе платформы отсутствует избыточность, разработчики не используют сложные монстроидальные подходы к виртуализации.

При развитии функциональности гипервизора разработчики учитывают ее влияние на производительность и CPU Overhead. Если добавление какой-либо функции ухудшает производительность и повышает накладные расходы на виртуализацию, от нее могут отказаться. Например, компания рассматривала возможность добавления технологии Memory Hot Plug, с помощью которой можно добавлять память в работающую виртуальную машину без остановки гостевой операционной системы. Реализация этой функции потребовала бы модифицировать работу с виртуальной памятью, что ухудшило бы производительность платформы. При этом эксплуатация информационных систем в облачном окружении имеет преимущества, которые позволяют нивелировать отсутствие этой технологии и решить те же задачи другим способом.

Снижение CPU Overhead позволяет максимально эффективно использовать ресурсы, которые есть в распоряжении компании. При этом уменьшаются расходы на покупку или аренду оборудования, а производительность растет. Компания vStack обеспечивает низкие накладные расходы на виртуализацию за счет легковесности и отказа от технологий, которые ухудшают проивзодительность платформы. В результате ее CPU Overhead достигает всего 2-5%, в отличие от стандартных 10-15%.